Question

A secagem é uma etapa fundamental na conservação de grãos e caracteriza-se como o processo de remoção de água dos grãos até os níveis que permitam o armazenamento por períodos mais longos. Em um equipamento industrial de secagem de soja, ocorre a passagem de ar em uma temperatura de 25°C e pressão de 1 atm. O ar escoa por dentro de uma tubulação de 6 cm de diâmetro a uma velocidade de escoamento de 1,5 m/s. Como engenheiro responsável por esse equipamento, determine o número de Reynolds e identifique o tipo de escoamento que ocorre durante o processo de secagem. Valores tabelados para o Ar a 1 atm e 25 °C: ρ = 1,184 kg/m³ e μ = 1,849.10ˉ⁵ kg/m.s
Alternativas
Alternativa 1:

1805, laminar
Alternativa 2:

1512, laminar
Alternativa 3:

5763, turbulento
Alternativa 4:

5612, turbulento
Alternativa 5:

6789, turbulento

Answer 1

Resposta:

5763, turbulento - alternativa 3.

Explicação:

Answer 2

O número de Reynolds encontrado é 5763 e o tipo de escoamento é o turbulento (Alternativa 3).

Para responder corretamente a questão, precisamos saber mais sobre o o Número de Reynolds.

Número de Reynolds

O Número de Reynolds (também chamado de Coeficiente de Reynolds) representa o regime de escoamento de um certo fluido por uma superfície. Ele é extremamente utilizado em projetos de engenharia, especialmente àqueles envolvidos com aerodinâmica e projetos de tubulações.

Nesse parâmetro temos presentes a inércia e a viscosidade do referido fluido. Ele é calculado a partir da seguinte expressão matemática:

$Re=\frac{p.v.D}{u}$

Onde:

• Re - Número de Reynolds
• p - massa específica do fluido
• v - velocidade do fluido
• D - Longitude Característica do fluido. Para tubulações cilíndricas, é o diâmetro do mesmo.
• u - viscosidade dinâmica do fluido

Vale lembrar que o Número de Reynolds é uma grandeza adimensional, portanto, é importante ter atenção em relação as unidades.

Considerando valores experimentais, podemos classificar o tipo de escoamento a partir do Número de Reynolds em três categorias:

• Fluxo laminar - o fluido se movimenta a uma velocidade baixa; com isso, as partículas do fluido (ou que são movimentadas por ele) seguem uma trajetória retilínea. Número de Reynolds menor que 2000 (Re < 2000).

• Fluxo de transição - como o próprio nome indica, seria a etapa intermediária entre o fluxo laminar e o fluxo turbulento. Número de Reynolds entre 2000 e 4000 (2000 < Re < 4000).

• Fluxo turbulento - o fluido se movimenta a uma alta velocidade; por conta disso, as partículas se movimentam de forma irregular, cobrindo toda a extensão do meio. Número de Reynolds maior que 4000 (Re > 4000).

Assim, para a referida questão, temos os seguintes valores: p - 1,184 Kg/$m^{3}$ ; u - 1,849 x $10^{-5}$ Kg/m.s ; v - 1,5 m/s e D - 6 cm (=0,06 m). Logo, substituindo os valores na expressão de Número de Reynolds (Re), temos:

$Re=\frac{1,184.1,5.0,06}{1,849 x 10^{-5} }$

$Re=5763$

O que caracteriza um escoamento turbulento (Re > 4000).

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